Автоматизация главной водоотливной установки в условиях рудника "Каула-Котсельваара" ОАО ГМК "Печенганикель"

дипломная работа

3.2 РАСЧЕТ СНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НА 6кВ

Подстанция главного водоотлива оборудуется комплексным распределительным устройством КРУРН- 6. Питание осуществляется по разным фидерам (по 2 фидера кабелем 3 x 150), длинной 3,7 км от подстанции на основной промплощадке. От РУ выходят два кабеля (3 x 150) на ЦПП нижней приёмной площадки горизонта -110 м.

Поскольку питание каждого насоса осуществляется по отдельному фидеру, за расчётную мощность принимаем мощность двигателя насоса.

Руст = 5*500 = 2500 кВт, Рр = 500 кВт.

Определяем расчётный ток в кабелях. По паспорту номинальный ток двигателя насоса I = 57 А.

Выбираем кабель для питания насосов из условия Iкаб ? I.

Выбираем кабель СБ с жилами сечением 25мм2 и определяем допустимый ток кабеля Iдоп = 90А.

Принимаем кабель СБ (3Ч25 + 1Ч10), его удельное сопротивление R= 0,846 Ом/км, Х= 0,091 Ом/км.

Сопротивление всего кабеля вычисляется по формулам R1 = R10l1; X1 = X10l1, результаты расчёта кабелей 1 - 5 приведены в табл.6.

Таблица 6

№ кабеля

1

2

3

4

5

R, Ом

0,035

0,046

0,052

0,059

0,066

Х, Ом

0,0037

0,0049

0,0056

0,0063

0,0071

Выбранное по длительно допустимому току нагрузки сечение кабеля проверяется по термической стойкости, из условия Iп ? Iкз(3) , где Iп - предельно допустимый кратковременный ток к.з. в кабеле, при защитной аппаратуре КРУРН- 6 I= 8,12 кА, I (3) - ток трёхфазного к.з. в начале проверяемого кабеля, кА.

,

т.е. условие выполняется. Проверка выбранного сечения по экономической плотности тока осуществляется по формуле

,

где I1 - ток высоковольтного кабеля, А; jэк - экономическая плотность тока, А/мм2. По экономической плотности тока сечение удовлетворяет заданным условиям.

Найдем ток трехфазного к.з. в точке соединения кабеля с двигателем насоса. Для этого определим сопротивления цепи, приведенные к базисному напряжению Uб=6300 В.

Индуктивное и активное сопротивления кабельной линии 6 кВ, приведены в таблице 6.

Ток трехфазного к.з находится по формуле:

I,

X,

I A.

результаты расчёта сведены в табл.7.

Таблица 7

№ кабеля

1

2

3

4

5

I3кз кА

4,03

4,02

4,01

4,01

4

Для определения величины напряжения в номинальном режиме необходимо определить потерю напряжения в высоковольтном кабеле по формуле:

,

напряжение на зажимах двигателей насосов

.

Результаты расчётов сведены в табл. 8.

Таблица 8

№ кабеля

1

2

3

4

5

U, В

0,133

0,231

0,301

0,385

0,480

U, В

5999,86

5999,76

5999,69

5999,61

5999,52

3.3 РАСЧЕТ СЕТИ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Расчетная мощность:

,

где - коэффициент спроса;

- установленная мощность; - мощность наиболее мощного двигателя.

Отсюда:

Расчетная мощность трансформатора:

где - средневзвешенный коэффициент мощности.

Поскольку

то cos

Отсюда .

Выберем участковую трансформаторную подстанцию типа ТСВ-63 в соответствии с условием (здесь Sт - номинальная мощность трансформатора), имеющую следующие паспортные данные: Sт.н.=63 кВА, Uв.н.= 6 кВ, Uн.н.=0,69/0,4 кВ, Iв.н.=5,7 А, Iн.н.=49/86 А, uk=3,5%, Ix,x=3,5%, Px,x=630 Вт, Рк=800 Вт.

Сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к обмотке низкого напряжения трансформатора, Rт=0,0202 Ом, Хт=0,0518 Ом.

Определим сечение и сопротивление высоковольтного кабеля длиной l6=15 м. Расчетный ток этого кабеля принимаем равным номинальному току первичной обмотки ТСВ-63: I1=5,7 А. при сечении SВН=25 мм2 , Iдоп=90А. Принимаем кабель СБ(3, его удельное сопротивление R1-5=0,846 Ом/км, X1-5=0,091 Ом/км.

Сопротивление всего кабеля вычисляется по формулам:

R6=R60l6=0,8460,015.=0,01269 Ом; X6=X60l6=0,091.0,015=0,001365 Ом.

Окончательно принимаем высоковольтный кабель ЭВТ (310).

Примем в качестве защитного аппарата используется ячейка КРУРН - 6.

Коммутационный аппарат для трансформатора и насосов ВЭВ-6-16/315-ХЛ 5.

UВ, I=315 А, I=10000 A.

Проверка кабеля на термическую стойкость:

q=7=20 мм.

Проверка выбранного сечения по экономической плотности тока осуществляется по формуле:

,

где I1 - ток высоковольтного кабеля, А; jэк - экономическая плотность тока, А/мм2. По экономической плотности тока сечение удовлетворяет заданным условиям.

Определим расчетный ток в магистральном кабеле длиной I=20 м.

I А.

Выберем сечение жил кабеля и определим допустимый ток кабеля из условия I; при S, I=58 А. Принимаем кабель СБ, его удельное сопротивление R=3,5 Ом/км, X=0,09 Ом/км. Сопротивление магистрального кабеля R=0,07 Ом, X=0,0018 Ом.

Определим ток трехфазного к.з. в конце кабеля 7. Для этого определим сопротивления элементов цепи, приведенные к базисному напряжению Uб=6300 В.

Индуктивное и активное сопротивления кабельной линии 6 - 6 кВ, приведенные к базисному напряжению

Сопротивление трансформатора: Хб.т=0,0202Ом; Rб.т=0,0518 Ом.

Индуктивное и активное сопротивления кабельной линии 7 - 0,4 кВ, приведенные к базисному напряжению

Суммарное сопротивление цепи до точки к.з., приведенное к базисному напряжению

Хб =Хб8+ ХбТ+ Хб9 =0,0002+0,0202+0,000007=0,02 Ом;

Ток трехфазного к.з. в конце линии 9:

.

Величину напряжения в конце кабеля 7 примем равное номинальному напряжению вторичной обмотки трансформатора (400В) поскольку, в связи с малой длинной кабельных линий, выбранные кабель имеют большой запас по потери напряжения.

Выберем защитно-коммутационный аппарат в конце кабеля 7 в соответствии с условием:

где Uн.а, Iн.а, Iо.а - соответственно номинальное напряжение, номинальный ток, ток отключения аппарата (его паспортные данные);

Uн, Iраб, - cсоответственно номинальное напряжение, рабочий ток и ток к.з. сети в месте установки аппарата.

Номинальное напряжение Uн=400 В, номинальный ток Iн =33 А,

Ток трехфазного короткого замыкания в конце линии 9 - 2830А.

Принимаем к установке в кабеля №7 магнитный пускатель ПВИ-63, имеющий Uн.а= 380 В, Iн.а=63 А, Iо.аmax=1500 А.

Величина, т.е. условие выбора аппарата соблюдено.

Выберем кабель, определим ток к.з. и выберем коммутационную аппаратуру линии - 8.

Расчетный ток в кабеле 8 длиной l8 = 60 м (рис.2) равен номинальному току двигателя насоса (Iн =28А).

Выберем сечение жил кабеля и определим допустимый ток кабеля из условия I2 Iдоп; при Sк..м.= 4мм2, Iдоп = 45 А.

Принимаем кабель СБ (3х4), его удельное R80=5,25 Ом/км, X70=0,095 Ом/км.

Сопротивление магистрального кабеля R7=5,25.0,06=0,315 Ом, X7=0,095.0,06=0,0057 Ом.

Определим ток трехфазного к.з. в конце кабеля 8. Для этого определим сопротивления элементов цепи, приведенные к базисному напряжению Uб=6300 В.

Индуктивное и активное сопротивления кабельных линий 6, 7 и трансформатора уже найдены.

Индуктивное и активное сопротивления кабельной линии 8 - 0,4 кВ, приведенные к базисному напряжению

Суммарное сопротивление цепи до точки к.з., приведенное к базисному напряжению

Хб =Хб6+ ХбТ+ Хб7 + Хб8=0,0002+0,0202+0,000007+0,0000023=0,020023 Ом;

Ток трехфазного к.з. в конце линии 7:

.

Выберем защитно-коммутационный аппарат в начале кабеля 8 в соответствии с условием:

где Uн.а, Iн.а, Iо.а - соответственно номинальное напряжение, номинальный ток, ток отключения аппарата (его паспортные данные);

Uн, Iраб, - cсоответственно номинальное напряжение, рабочий ток и ток к.з. сети в месте установки аппарата.

Номинальное напряжение Uн=400 В, номинальный ток Iн =28 А,

Ток трехфазного короткого замыкания в конце линии 7 - 2799А.

Принимаем к установке в начале кабеля №8 магнитный пускатель ПВИ-32, имеющий Uн.а= 380 В, Iн.а=32 А, Iо.аmax=1100 А. Величина,

т.е. условие выбора аппарата соблюдено.

Выберем кабель, определим ток к.з. и выберем коммутационную аппаратуру линии - 13.

Расчетный ток в кабеле 13 длиной l8 = 79 м (рис.2) равен номинальному току двигателя задвижки (Iн =2,2А).

Выберем сечение жил кабеля и определим допустимый ток кабеля из условия I2 Iдоп; при Sк..м.= 4мм2, Iдоп = 45 А.

Принимаем кабель CБ (3х4), его удельное R8-0=5,25 Ом/км, X70=0,095 Ом/км.

Сопротивление магистрального кабеля R7=5,25.0,079=0,415 Ом, X7=0,095.0,079=0,0075 Ом.

Определим ток трехфазного к.з. в конце кабеля 15. Для этого определим сопротивления элементов цепи, приведенные к базисному напряжению Uб=6300 В.

Индуктивное и активное сопротивления кабельных линий 6, 7 и трансформатора уже найдены.

Индуктивное и активное сопротивления кабельной линии 13 - 0,4 кВ, приведенные к базисному напряжению

Суммарное сопротивление цепи до точки к.з., приведенное к базисному напряжению

Хб =Хб6+ ХбТ+ Хб7 + Хб17=0,0002+0,0202+0,000007+0,00019=0,02024 Ом;

Ток трехфазного к.з. в конце линии 7:

.

Выберем защитно-коммутационный аппарат в начале кабеля 13 в оответствии с условием:

где Uн.а, Iн.а, Iо.а - соответственно номинальное напряжение, номинальный ток, ток отключения аппарата (его паспортные данные);

Uн, Iраб, - cсоответственно номинальное напряжение, рабочий ток и ток к.з. сети в месте установки аппарата.

Номинальное напряжение Uн=400 В, номинальный ток Iн =2,2 А,

Ток трехфазного короткого замыкания в конце линии 7 - 2694А.

Принимаем к установке в начале кабеля №8 магнитный пускатель ПВИ-25, имеющий Uн.а= 380 В, Iн.а=25 А, Iо.аmax=1500 А. Величина,

т.е. условие выбора аппарата соблюдено.

Для линий 9 - 12 принимаем сечение кабеля и коммутационную аппаратуру такими же как и для линии 13, поскольку эти линии имеют туже нагрузку при меньшей длине кабеля.

Рис.3.1 . Схема электроснабжения участка водоотлива

Делись добром ;)